供水管網(wǎng)中灰口鑄鐵管的管垢特性與管段力學性狀初探.pdf

1、灰口鑄鐵管曾作為城市給水系統(tǒng)中的主要管材被大量使用于我國的城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)中，雖然截至2012年，灰口鑄鐵管已經(jīng)被禁止使用于給水系統(tǒng)中，但是據(jù)不完全統(tǒng)計我國現(xiàn)仍有51％灰口鑄鐵管在給水管網(wǎng)中服役。由于灰口鑄鐵管本身的材質原因，在使用一段時間后，灰口鑄鐵管內壁會發(fā)生腐蝕，形成腐蝕坑;同時腐蝕產(chǎn)物沉淀、粘結于管道內壁形成管垢。管道的腐蝕會使管壁變薄降低管道強度、腐蝕產(chǎn)物的溶解污染了管內飲用水、管壁結垢導致管道內過水斷面面積減小減弱了管道的輸水能

2、力?；铱阼T鐵管腐蝕結垢所帶來的水質污染問題、管網(wǎng)安全問題及供水保障問題已經(jīng)嚴重威脅到了每一個用水者的切身利益。
　　針對現(xiàn)階段我國供水系統(tǒng)中由灰口鑄鐵管所引起的各類問題較為頻繁這一實際情況出發(fā)，本文中以杭州市供水管網(wǎng)中的一段管齡為15年的灰口鑄鐵管管段作為研究對象，采用化學分析的方法對灰口鑄鐵管內壁腐蝕結垢瘤進行淺析;借助三維掃描建模技術，將灰口鑄鐵管內壁形態(tài)進行了數(shù)字化還原;通過對模型中腐蝕坑洞的測量統(tǒng)計，得到了管道內壁腐蝕瘤（

3、坑）的分布情況與形態(tài)大小;最后采用計算機數(shù)值模擬的方法在不考慮土體荷載與約束的情況下對灰口鑄鐵管管內流態(tài)情況、管道內受力等情況進行了模擬研究;結合腐蝕管道剩余強度理論，采用數(shù)值計算的方法得出腐蝕后灰口鑄鐵管的剩余強度值;以灰口鑄鐵管的剩余強度值和模擬研究的結果作為基礎，判斷了管段是否安全。
　　研究結果表明:灰口鑄鐵管內壁的腐蝕結垢起始于金屬的電化學腐蝕，管垢的主要成分是:鐵、氧、鋁、硅、硫、碳。其中鐵和氧的成分比例占到了管垢的9